8.Типы и углы токарных резцов

Одним из наиболее простых и распространенных металлорежущих инструментов является резец . Резцы применяются на токарных, револьверных, строгальных и других станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяются резцы различных типов. Основные типы токарных резцов изображены на рис. 14. Для обточки наружных поверхностей вращения, т. е. цилиндрических валиков, конических поверхностей большой длины и им подобных деталей, применяют .проходные резцы. Проходные резцы бывают прямые и отогнутые. Отогнутые резцы получили широкое применение из-за их универсальности, большей жесткости, возможности вести обработку в менее доступных местах. Отогнутыми резцами можно работать при продольной и поперечной подачах и вести обточку поверху, подрезку торцов, снятие фасок. Проходные резцы могут быть черновые и чистовые. Чистовые резцы имеют больший радиус закругления, что обеспечивает получение более чистой обработанной поверхности. Если необходимо получить особенно чистую и гладкую поверхность, применяют широкие лопаточные резцы. Эти резцы работают с большой подачей. Однако при значительной длине контакта режущей кромки с заготовкой они склонны к вибрациям, дрожанию. Проходные упорные резцы (рис. 14, в) имеют угол в плане ф = 90° и применяются при обточке ступенчатых валиков и подрезке буртиков, а также при точении нежестких деталей. Подрезные резцы предназначаются для обточки плоскостей, перпендикулярных оси вращения, подрезки торцов на проход (рис. 14, г). Эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные резцы служат для обработки отверстий (рис. 14, д, е). Они работают в менее благоприятных условиях, чем проходные резцы для наружной обточки. Расточные резцы должны иметь меньшие поперечные размеры, чем обрабатываемое отверстие. Они получаются длинными. Вылет резца должен быть больше длины растачиваемого отверстия. В силу малой жесткости расточные резцы склонны к вибрациям, что не дает возможности снимать стружку большого сечения. Рис. 14. Токарные резцы При расточке длинных отверстий и отверстий большого диаметра широко применяют державки (оправки) со вставными резцами круглого или квадратного сечения малых размеров. Пользуясь державками, расточку отверстия можно производить при помощи одностороннего резца с одной режущей частью, двухстороннего резца, имеющего режущие части с обоих торцов, резцовой головки, состоящей из нескольких резцов. По сравнению с односторонними резцами двухсторонние резцы и резцовые головки позволяют обеспечить более высокую производительность обработки. Однако обработка одним резцом имеет и некоторые преимущества. При чистовой обработке и снятии небольших припусков затрудняется установка резцов резцовой головки с требуемой точностью, в результате чего в работе участвуют не все резцы. Кроме того при срезании твердых включений ось отверстия будет искривленной вследствие отклонения всей головки, что может послужить причиной брака. При работе же одним резцом в таких случаях отклонение резца поведет лишь к уменьшению размеров отверстия, что можно исправить при дальнейшей обработке. Отрезные резцы служат для отрезания материала от прутков сравнительно небольшого диаметра (рис. 14, ж). Они выполняются с оттянутой головкой, т. е. ширина головки выполняется меньше ширины тела резца. Длина оттянутой головки выбирается из расчета свободной отрезки заготовки. Отрезные резцы работают в весьма тяжелых условиях, так как их рабочая часть имеет малую жесткость, а отвод стружки из зоны резания затруднен. Головка резца имеет относительно малую толщину. Чтобы не ослаблять в значительной степени головку, для отрезных резцов приходится принимать небольшие значения углов (порядка 1—3°) в плане ф1 и задних углов АЛЬФА1 на вспомогательных боковых режущих кромках. Это приводит к возрастанию трения, особенно при неточной установке резца или его некачественной заточке. Поэтому при работе отрезными резцами, оснащенными твердым сплавом, часто происходят выкрашивания и сколы режущей части, а также отрывы пластинки от державки резца.

Рис. 15. Схемы режущих частей отрезных резцов

По роду выполняемой работы строгальные резцы разделяются на проходные (обдирочные и чистовые), отрезные, подрезные, пазовые и специальные (рис. 16). Проходные строгальные резцы (рис. 16, а) предназначены для строгания плоскостей с горизонтальной подачей, а подрезные резцы (рис. 16, б) — для обработки вертикальных плоскостей с вертикальной подачей. Отрезные и прорезные строгальные резцы (рис. 16, в) используются при отрезке и прорезке узких пазов. Чистовые широкие лопаточные резцы (рис. 16, г) применяются для чистовой обработки плоскостей с большой подачей. Для обеспечения плавного врезания и выхода инструмента целесообразно применять строгальные резцы с углом наклона режущей кромки К, который в зависимости от условий обработки может колебаться от 10 до 60°. Строгальные резцы бывают прямые и изогнутые. Прямые резцы просты в изготовлении, но менее виброустойчивы по сравнению с изогнутыми. Поэтому они применяются при малых величинах вылета. В случае работы с большими вылетами рекомендуется пользоваться изогнутыми резцами, которые получили широкое распространение в промышленности. В процессе строгания резец под воздействием усилий резания изгибается. При изгибе прямого резца его режущая часть будет углубляться в материал заготовки и резец будет работать с заеданием, что снижает качество обработки и дополнительно нагружает инструмент. При изгибе же изогнутого резца его режущая часть будет отходить от заготовки и срезать меньший слой металла. Это обеспечивает более спокойное протекание процесса резания, особенно при резких колебаниях усилий резания, вызываемых изменениями сечения срезаемого слоя, локальными изменениями свойств обрабатываемого материала и т. п. Рис. 17. Долбежные резцы Долбежные резцы применяются при обработке внутренних линейчатых поверхностей на долбежных станках в единичном и мелкосерийном производстве. В зависимости от характера выполняемой работы находят применение проходной двухсторонний шпоночный или прорезной резцы (рис. 17).

Углы резца (рис. 280) можно разделить на главные углы, углы в плане и угол наклона главной режущей кромки. Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости NN, т. е. в плоскости, перпендикулярной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость. 1х главным углам относятся: передний угол у, задний угол а, угол заострения р и угол резания 6.

Главным задним углом а называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Углом заострения р называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Главным передним углом у называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку. Углом резания δ называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.  Главным углом в плане φ называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.  Вспомогательным углом в плане φ₁ называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Углом при вершине в плане в называется угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость.  Углом наклона главной режущей кромки λ называется угол (рис. 280) между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.  Угол наклона главной режущей кромки считается: равным нулю, когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости (рис. 281, б); положительным, когда вершина резца является низшей точкой режущей кромки (рис. 281, в); отрицательным, когда вершина резца является высшей точкой режущей кромки (рис. 281, а). Резцы с положительным наклоном главной режущей кромки (рис. 281, в) получаются более прочными и стойкими. Такими резцами хорошо обрабатывать твердые металлы, а также прерывистые поверхности, создающие ударную. нагрузку. При обработке таких поверхностей твердосплавными резцами угол наклона главной режущей кромки доводят до 10 - 20°. Резцы, у которых вершина -- высшая точка режущей кромки, т. е. угол 1 отрицательный (см. рис. 281, а), рекомендуется применять для обработки деталей из мягких металлов.  Назначение углов резца. Задний угол а (рис. 280) служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью. С уменьшением трения уменьшается нагрев резца и его износ. Однако, если задний угол сильно увеличен, резец получается ослабленным и быстро разрушается. При выборе заднего угла приходится считаться со свойствами обрабатываемого материала и условиями резания. При обработке мягких и вязких металлов задний угол берут обычно большим, для твердых и хрупких металлов - меньшим. Однако главным фактором, от которого зависит величина заднего угла, является подача. Опытами установлено, что с уменьшением подачи износ резца по задней поверхности возрастает, а с увеличением подачи - уменьшается. Поэтому при чистовой обработке, которую обычно ведут с малой подачей резца, нужно применять резцы с большим задним углом, а при обдирочных работах с меньшим. 

Передний угол Υ (рис. 280) играет значительную роль в процессе образования стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, улучшается сход стружки, уменьшается сила резания и расход мощности, улучшается качество обработанной поверхности. Вместе с тем, увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущей кромки и понижению ее прочности, к увеличению износа резца вследствие выкрашивания режущей кромки, к ухудшению отвода тепла. Поэтому при обработке твердых и хрупких металлов для повышения прочности инструмента, а также его стойкости следует применять резцы с меньшим передним углом; при обработке мягких и вязких металлов в целях облегчения отвода стружки следует применять резцы с большим передним углом. Практически выбор переднего угла зависит не только от механических свойств обрабатываемого материала, но и от материала резца и формы передней поверхности. Главный угол в плане гр определяет толщину среза α и и ширину среза b (рис. 282). Ширина среза равна рабочей длине главной режущей кромки, а толщина измеряется перпендикулярно к ней. При одних и тех же подаче и глубине резания с уменьшением угла φ толщина среза уменьшается, а ширина его увеличивается. Благодаря этому теплота, выделяющаяся в процессе резания, распределяется на большей длине режущей кромки. Угол φ обычно выбирают 30 - 90° в зависимости от вида обработки, типа резца, жесткости обрабатываемой детали и резца и способа их крепления. При обработке большинства металлов проходными обдирочными резцами можно брать угол φ=45°. При обработке тонких длинных деталей в центрах необходимо пользоваться люнетом либо применять резцы с углом в плане 60, 75 или даже 90°, чтобы детали не прогибались и не возникали вибрации.  Вспомогательный угол в плане φ₁ уменьшает трение вспомогательной задней поверхности резца об обработанную поверхность детали. При его увеличении уменьшается угол при вершине, вследствие чего ухудшаются условия теплоотвода, уменьшается стойкость, ухудшается чистота обработанной поверхности. С уменьшением угла φ₁, кроме того, увеличивается отжим резца от обрабатываемой детали, и при недостаточно жестких. деталях могут возникнуть вибрации.